Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Protonenleitern des Typs MHXO4 und M3H(XO4)2

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Die Kristallstrukturen und die Dynamik von ausgewählten Vertretern der protonenleitenden Substanzklassen mit den allgemeinen Formeln MHXO4 und M3H(XO4)2 (M: Alkalimetallkationen oder Ammonium, X: Se, S) sollen untersucht werden. Mittels Hochdruck/ Hochtemperatur-Röntgen- und Neutronenbeugung soll der Einfluß interatomarer Abstände auf die strukturellen Mechanismen der Protonenleitung untersucht werden. Es sollen die Protonenleitungspfade mit Fourier- und Maximum-Entropie-Methoden aus Beugungsdaten rekonstruiert und deren Geometrie sowie Änderungen der Geometrie in Abhängigkeit von Druck und Temperatur analysiert werden. Die Probenauswahl konzentriert sich zunächst auf Kalium- und Ammoniumverbindungen bei welchen, auf Grund der speziellen Werte der Ionenradien, das Vorliegen kritischer Abstände, die für den Übergang zu guter Protonenleitung verantwortlich sein sollen, vermutet wird. Weiterhin soll durch den Vergleich der Kalium- und Ammoniumverbindungen der etwaige Beitrag der Protonen der Ammoniumgruppe zur Protonenleitung studiert werden. Der Einfluß von Voll- und Teildeuterierung auf Strukturen, Phasensequenzen, Umwandlungscharakteristika etc. ist zu studieren. Neben der kristallographischen Charakterisierung ist ein weiterer Schwerpunkt die Untersuchung des Einflusses struktureller Änderungen, welche durch die Variation von Druck und Temperatur hervorgerufen werden, auf physikalisch/ chemische Eigenschaften und die Dynamik.